(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス乾式消火設備の廃熱回収ボイラに流入する循環ガスに、該循環ガスに含まれる燃焼ガスを燃焼させるための空気を導入するコークス乾式消火設備における燃焼用空気の導入制御方法において、
前記コークス乾式消火設備に装入された赤熱コークスを受入れて冷却する冷却室に、前記循環ガスと大気との圧力差を利用して空気を自然吸引する吸気口と、空気を強制導入する空気ファンと、前記吸気口又は前記空気ファンを介して導入される空気量を、前記循環ガス中の前記燃焼ガスの濃度に応じて調節する流量調節弁とを備えた空気導入手段を取り付け、前記燃焼ガスの濃度が定常負荷操業時の濃度より減少する過程で、前記空気導入手段の前記空気ファンを停止し前記吸気口を開けて空気を自然吸引し、前記燃焼ガスの濃度が前記定常負荷操業時の濃度に向けて増加する過程で、前記空気導入手段の前記吸気口を閉じ前記空気ファンを運転して空気を強制導入し、前記強制導入から前記自然吸引に又は前記自然吸引から前記強制導入に切換える際に、前記流量調節弁の弁開度を、前記燃焼ガスの燃焼に必要な空気量と、前記流量調節弁の入側圧力及び出側圧力とを用いて算出する該流量調節弁の容量係数に基づいて設定することを特徴とするコークス乾式消火設備における燃焼用空気の導入制御方法。
【請求項２】
請求項１記載のコークス乾式消火設備における燃焼用空気の導入制御方法において、空気の前記自然吸引時に、前記燃焼ガスの濃度が増加して、該燃焼ガスの燃焼に必要な空気量が前記圧力差から決まる自然吸引空気量を超えると、前記自然吸引を停止し前記強制導入を開始し、空気の前記強制導入時に、前記燃焼ガスの濃度が低下して、該燃焼ガスの燃焼に必要な空気量が前記圧力差から決まる自然吸引空気量以下になると、前記強制導入を停止し前記自然吸引を開始することを特徴とするコークス乾式消火設備における燃焼用空気の導入制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス乾式消火設備（以下、ＣＤＱと記載することもある）内を流れる冷却用の循環ガスに含まれる燃焼ガスを燃焼するために、赤熱コークスを冷却する冷却室から廃熱回収ボイラに向かう循環ガスに空気を導入する燃焼用空気の導入制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤＱ内を流れる循環ガスの主成分は窒素ガスであるが、冷却室（ＣＤＱチャンバーともいう）への赤熱コークスの装入を継続して実施していると、赤熱コークスと共に燃焼ガス（コークスの未燃分であるＣＯ、Ｈ２等の可燃ガス）が持ち込まれるため、循環ガス中の燃焼ガスの濃度は徐々に上昇していく。このため、例えば、特許文献１に記載されているように、ＣＤＱチャンバーから流出する循環ガスに空気吹込みブロアで吸引した空気を混入させ、廃熱回収ボイラに循環ガスが流入する前に循環ガス中の燃焼ガスの一部を燃焼させることにより、循環ガス中の燃焼ガスの濃度を一定範囲（例えば、ＣＯの濃度を１０％程度、Ｈ２の濃度を３％程度）に調節している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−５９６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、ＣＤＱに装入される赤熱コークス量は、コークス炉の稼動状況に応じて変動するので、廃熱回収ボイラに流入する循環ガスの有する熱量も変動し、廃熱回収ボイラでの蒸気発生量が変動するという問題がある。このため、特許文献１のコークス乾式消火設備における空気吹込方法では、ＣＤＱチャンバーから廃熱回収ボイラに循環ガスを送るダクトに設けた徐塵板の下流室に、循環ガスの流れ方向に沿って吹込み口を複数設け、循環ガス中の燃焼ガス（可燃成分）の量又は赤熱コークスの持ち込む入熱量に応じて、複数の吹込み口の中から一つの吹込み口を選択して、選択した吹込み口から空気を吹込んでいる。しかしながら、空気吹込み経路が複雑になると共に、空気吹込みの制御も煩雑になるという問題が生じる。更に、空気を取り入れるために、空気吹込みブロアを常時運転するため、設備の運転コストが高くなるという問題を有する。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、ＣＤＱに装入される赤熱コークス量が変動しても、簡単な構成で循環ガス中の燃焼ガスの燃焼に必要な空気量を供給することができ、ＣＤＱの安定操業が可能になるコークス乾式消火設備における燃焼用空気の導入制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的に沿う本発明に係るコークス乾式消火設備における燃焼用空気の導入制御方法は、コークス乾式消火設備の廃熱回収ボイラに流入する循環ガスに、該循環ガスに含まれる燃焼ガスを燃焼させるための空気を導入するコークス乾式消火設備における燃焼用空気の導入制御方法において、
前記コークス乾式消火設備に装入された赤熱コークスを受入れて冷却する冷却室に、前記循環ガスと大気との圧力差を利用して空気を自然吸引する吸気口と、空気を強制導入する空気ファンと、前記吸気口又は前記空気ファンを介して導入される空気量を、前記循環ガス中の前記燃焼ガスの濃度に応じて調節する流量調節弁とを備えた空気導入手段を取り付け、前記燃焼ガスの濃度が定常負荷操業時の濃度より減少する過程で、前記空気導入手段の前記空気ファンを停止し前記吸気口を開けて空気を自然吸引し、前記燃焼ガスの濃度が前記定常負荷操業時の濃度に向けて増加する過程で、前記空気導入手段の前記吸気口を閉じ前記空気ファンを運転して空気を強制導入し、前記強制導入から前記自然吸引に又は前記自然吸引から前記強制導入に切換える際に、前記流量調節弁の弁開度を、前記燃焼ガスの燃焼に必要な空気量と、前記流量調節弁の入側圧力及び出側圧力とを用いて算出する該流量調節弁の容量係数に基づいて設定する。
【０００８】
本発明に係るコークス乾式消火設備における燃焼用空気の導入制御方法において、空気の前記自然吸引時に、前記燃焼ガスの濃度が増加して、該燃焼ガスの燃焼に必要な空気量が前記圧力差から決まる自然吸引空気量を超えると、前記自然吸引を停止し前記強制導入を開始し、空気の前記強制導入時に、前記燃焼ガスの濃度が低下して、該燃焼ガスの燃焼に必要な空気量が前記圧力差から決まる自然吸引空気量以下になると、前記強制導入を停止し前記自然吸引を開始することが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るコークス乾式消火設備における燃焼用空気の導入制御方法においては、コークス乾式消火設備の冷却室に、冷却室内の循環ガスと大気との圧力差を利用して空気を自然吸引する吸気口と、空気を強制導入する空気ファンと、吸気口又は空気ファンを介して導入される空気量を燃焼ガスの濃度に応じて調節する流量調節弁とを備えた空気導入手段を取り付け、燃焼ガスの燃焼に必要な空気を、燃焼ガスの濃度が定常負荷操業時の濃度より減少する過程では自然吸引により、燃焼ガスの濃度が定常負荷操業時の濃度に向けて増加する過程では強制導入によりそれぞれ取り入れるので、従来の循環ガスの流れ方向に沿って複数の吹込み口を設け、循環ガス中の燃焼ガスの量又は赤熱コークスの持ち込む入熱量に応じて複数の吹込み口の中から一つの吹込み口を選択し、選択した吹込み口から空気を吹込む方法と比較して、装置構成を簡単にすることができ、設備コストの低減を図ることができる。
そして、燃焼ガスの濃度が低下するコークス乾式消火設備の低負荷操業時は、空気ファンの運転を停止することができるので、従来のコークス乾式消火設備と比較して、空気ファンの消費エネルギーを低減（例えば、約２５％削減）することができ、設備のランニングコストを削減することができる。
【００１０】
本発明に係るコークス乾式消火設備における燃焼用空気の導入制御方法においては、強制導入から自然吸引に又は自然吸引から強制導入に切換える際に、流量調節弁の弁開度を、燃焼ガスの燃焼に必要な空気量と、流量調節弁の入側圧力及び出側圧力とを用いて算出する流量調節弁の容量係数に基づいて設定するので、空気導入方法の切換え時に、切換え後に必要とする空気量に応じた弁開度を事前に設定して、空気導入方法の切換え時に生じる空気導入手段内の急激な圧力変動による流量調節弁の応答遅れを最小にして、必要とする空気量を確実に導入することができる。その結果、循環ガス中の燃焼ガスの濃度をより正確に制御できるようになり、コークス乾式消火設備の安全かつ安定操業に寄与することができる。
更に、循環ガス中の燃焼ガスの濃度の正確な制御を行うことにより、循環ガス中の酸素濃度の上昇を防止することができ、コークス乾式消火設備において循環ガスに曝される金属部材の高温酸化腐食を防止することができ、コークス乾式消火設備の安定操業を更に促進することができる。
【００１１】
本発明に係るコークス乾式消火設備における燃焼用空気の導入制御方法において、空気の自然吸引時に、燃焼ガスの濃度が増加して、燃焼ガスの燃焼に必要な空気量が圧力差から決まる自然吸引空気量を超えると、自然吸引を停止し強制導入を開始し、空気の強制導入時に、燃焼ガスの濃度が低下して、燃焼ガスの燃焼に必要な空気量が圧力差から決まる自然吸引空気量以下になると、強制導入を停止し自然吸引を開始する場合、コークス乾式消火設備の操作員が、例えば、赤熱コークスの装入量の変動に応じて、あるいは循環ガス中の燃焼ガスの濃度変動に応じて、空気導入方法を換える場合と比較して、空気導入方法の切換え判断が画一的に行われることになって、コークス乾式消火設備の操業を安定化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施の形態に係るコークス乾式消火設備における燃焼用空気の導入制御方法が適用されるコークス乾式消火設備の説明図である。
【図２】同コークス乾式消火設備における燃焼用空気の導入制御方法が適用されるコークス乾式消火設備の空気導入手段の説明図である。
【図３】空気導入手段の流量調節弁のＣｖ値と弁開度の関係を示すグラフである。
【図４】リングダクト内圧力と空気導入手段の吸気口を介して導入される必要空気量の関係を示すグラフである。
【図５】（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ、投入コークス量及び燃焼ガスの濃度の時間変動パターン、必要空気量の時間変動パターン、空気ファンの運転状態の時間変動パターン、流量調節弁の弁開度の時間変動パターンの説明図である。
【図６】空気の導入を自然吸引から強制導入に切換える場合において、（Ａ）は流量調節弁の弁開度をＣｖ値に基づいて事前設定した際の弁開度の応答性と空気量の時間変化の関係を示す説明図、（Ｂ）は流量調節弁の弁開度を必要な空気量に基づいて設定した際の弁開度の応答性と空気量の時間変化の関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
先ず、本発明の一実施の形態に係るコークス乾式消火設備における燃焼用空気の導入制御方法が適用されるコークス乾式消火設備（ＣＤＱ）１０について説明する。
図１に示すように、コークス乾式消火設備１０は、図示しないコークス炉から排出された赤熱コークスを上部から受入れ下方に向けて移動させながら、下部に吹き込まれる循環ガス（主成分は窒素ガス）で冷却する冷却室（チャンバー）１１と、冷却室１１に一側が接続し、冷却室１１内で赤熱コークスと熱交換して高温となった循環ガスを外部に取り出す１次ダクト１２と、１次ダクト１２の他側と接続し、１次ダクト１２を介して流入する高温の循環ガスとの間で熱交換を行って蒸気を発生させる廃熱回収ボイラ１３と、廃熱回収ボイラ１３から排出される温度の低下した循環ガスを冷却室１１の下部に戻す２次ダクト１４とを有している。
【００１４】
なお、符号１５は、冷却室１１の上部に設けられて赤熱コークスを冷却室１１内に投入する装入装置、符号１６は、１次ダクト１２に設けられた１次ダストキャッチャー、符号１７は１次ダストキャッチャー１６で捕捉したダストを取り出すダスト排出装置である。また、符号１８、１９は、それぞれ２次ダクト１４に設けられた２次ダストキャッチャー、ガス循環ファン、符号２０は、循環ガスと水を熱交換させて循環ガスの温度を更に下げる給水予熱器、符号２１は、冷却室１１の下部から冷却されたコークスを取り出すコークス排出装置である。
【００１５】
冷却室１１は、冷却室１１の上部側に設けられ、投入された赤熱コークスの一時保管が行われるプレチャンバー２２と、プレチャンバー２２の下部と連通して冷却室１１の下部側に設けられ、吹き込まれる循環ガスでコークスを冷却するクーリングチャンバー２３と、クーリングチャンバー２３と連通してクーリングチャンバー２３の上部外側に設けられ、１次ダクト１２の一側が接続されるリングダクト２４とを有している。このような構成のため、赤熱コークスと循環ガスとの接触により、循環ガス中にコークスの未燃分であるＣＯ、Ｈ２等の可燃ガスからなる燃焼ガスが混入する。その結果、リングダクト２４を経由して１次ダクト１２内に流入する循環ガス中には、燃焼ガスが含まれることになる。
なお、リングダクト２４内の循環ガスを１次ダクト１２及び廃熱回収ボイラ１３を介して、２次ダクト１４に設けられたガス循環ファン１９で排気する場合、クーリングチャンバー２３の下部に吹込まれた循環ガスは、クーリングチャンバー２３に堆積したコークス層を通過してリングダクト２４内に流入するため圧損が発生し、リングダクト２４内を大気圧より低く（負圧に）することができる。
【００１６】
このため、リングダクト２４に空気導入手段２５を接続してリングダクト２４内に空気を導入することにより、循環ガス中の燃焼ガスの一部を燃焼させて、循環ガスに含まれる燃焼ガスの濃度を一定範囲に管理している。そして、空気導入手段２５は、図２に示すように、リングダクト２４内の循環ガスと大気との圧力差を利用して空気を自然吸引する、開閉弁２６を備えた吸気口２７と、空気を強制吸引（強制導入）する空気ファン２８と、吸気口２７又は空気ファン２８を介して導入される空気量を、循環ガス中の燃焼ガスの濃度に応じて調節する流量調節弁２９と、空気流量を測定して流量調節弁２９による調節結果を確認する流量計３０と、流量調節弁２９を通過した空気をリングダクト２４まで案内する空気導入管３１とを有している。
【００１７】
ここで、空気導入手段２５は、リングダクト２４内の循環ガス中に含まれる燃焼ガスの濃度を測定する燃焼ガス濃度計、リングダクト２４内の循環ガスの圧力を測定するガス圧力計、流量計３０の上流側に配置され、吸気口２７又は空気ファン２８を介して導入される空気の圧力及び温度をそれぞれ測定する流入空気圧力計及び流入空気温度計を有している。
【００１８】
また、空気導入手段２５は、（１）コークス炉が定常負荷操業状態で、一定量の赤熱コークスがＣＤＱ１０に装入されて循環ガス中の燃焼ガスの濃度が一定値（定常負荷操業時の濃度）の場合、（２）コークス炉が最低負荷操業状態に変わり、ＣＤＱ１０に装入される赤熱コークス量が減少して循環ガス中の燃焼ガスの濃度が、定常負荷操業時の濃度から減少する場合、（３）コークス炉の最低負荷操業が継続し、ＣＤＱ１０に装入される赤熱コークス量が最低値となって循環ガス中の燃焼ガスの濃度が一定値（低負荷操業時の濃度）の場合、及び（４）コークス炉の操業度が定常負荷操業に戻って燃焼ガスの濃度が定常負荷操業時の濃度に向けて増加する場合のいずれかにおいて、燃焼ガス濃度計による燃焼ガスの濃度の測定結果から、燃焼ガスの燃焼に必要な空気量（以下、単に必要空気量という）を求める機能と、求めた必要空気量が得られるように流量調節弁２９の弁開度を設定する指令信号を出力する機能を備えた弁開度設定部（図示せず）を有している。
【００１９】
更に、空気導入手段２５は、必要空気量が、リングダクト２４内の循環ガスの圧力と大気圧との圧力差を利用して、空気導入手段２５における開閉弁２６が開状態の吸気口２７、流量計３０、弁開度１００％状態の流量調節弁２９、及び空気導入管３１からなる空気流路を介して、リングダクト２４内に流入できる空気量（以下、自然吸引空気量）を超えるか否かを判断して、ａ）空気の自然吸引時に（開閉弁２６を開けて空気ファン２８を停止している時に）必要空気量が自然吸引空気量を超える場合は、開閉弁２６を閉じて空気ファン２８の運転を開始し、ｂ）空気の強制導入時に（開閉弁２６を閉じて空気ファン２８を運転している時に）必要空気量が自然吸引空気量以下になる場合は、空気ファン２８を停止し開閉弁２６を開けて自然吸引を開始する指令信号を出力する機能を備えた空気導入切換え判断部（図示せず）を有している。
【００２０】
更にまた、空気導入手段２５は、必要空気のリングダクト２４内への取り込みを、強制導入から自然吸引に又は自然吸引から強制導入に切換える際に、流量調節弁２９の弁開度を、必要空気量と、流量調節弁２９の入側圧力及び出側圧力とを用いて算出する流量調節弁２９の容量係数（以下、Ｃｖ値という）を算出する機能と、予め入力されている、図３に示すＣｖ値と流量調節弁２９の弁開度（度）との関係（使用する流量調節弁２９毎に予め得られている）に基づいて、算出されたＣｖ値に対応する弁開度値を求める機能と、流量調節弁２９の弁開度を求めた弁開度値に設定する指令信号を出力する機能を備えた切換え時弁開度設定部（図示せず）を有している。
なお、Ｃｖ値の算出は、燃焼ガス濃度計で測定される燃焼ガスの濃度の値に基づいて算出される必要空気量Ｖ、流量調節弁２９の両側に配置された入側空気圧力計及び出側空気圧力計でそれぞれ測定される入側圧力Ｐ１（強制導入時は空気ファン２８のファン吐出圧（単位は絶対圧力）、自然吸引時は大気圧）、出側圧力Ｐ２（リングダクト２４内の循環ガスの圧力（単位は絶対圧力））、流入空気温度計で測定された空気の温度Ｔ、空気の温度Ｔから決まる空気の比重Ｇを用いて、次式で求められる。
Ｃｖ＝（Ｖ／２７３）・｛ＧＴ／（Ｐ１−Ｐ２）（Ｐ１＋Ｐ２）｝１／２
【００２１】
そして、空気導入手段２５には、弁開度設定部、空気導入切換え判断部、及び切換え時弁開度設定部からそれぞれ出力される指令信号に基づいて、流量調節弁２９の弁開度調整、開閉弁２６の開閉、及び空気ファン２８のオンオフをそれぞれ行う駆動部（図示せず）を有している。そして、駆動部には、流量計３０の測定値に基づいて、必要空気量がリングダクト２４内に流入するように、流量調節弁２９の弁開度の調整を行う機能が設けられている。
なお、流量計３０で流量を測定する場合、吸気口２７を介して導入される自然吸引空気の圧力及び温度と、空気ファン２８を介して導入される強制導入空気の圧力及び温度は異なる。このため、流量計３０は、自然吸引空気及び強制導入空気のいずれか一方の設計仕様の流量計を使用し、計測部には、流量計３０が設計仕様と異なる条件で使用される場合に、測定値の換算を行う補正機能が設けられている。
【００２２】
空気導入切換え判断部では、先ず、リングダクト２４内の循環ガスの圧力と大気圧との圧力差と自然吸引空気量との対応関係を予め求めておき、この対応関係を、リングダクト２４内の循環ガスの圧力（以下、リングダクト内圧という）と自然吸引空気量との関係に変換した情報が、演算部に入力されている。リングダクト内圧と必要空気量との関係の一例を、図４に示す。なお、リングダクト２４内では、自然吸引空気量と必要空気量とは同義となるので、図４では、縦軸を必要空気量として表記している。
【００２３】
次いで、燃焼ガス濃度計で燃焼ガスの濃度を測定して求めた必要空気量が、ガス圧力計で測定したリングダクト内圧に対して決まる自然吸引空気量以下の場合（図４の斜線領域に存在する場合）は、空気の自然吸引により必要空気量の導入が可能と判断される。一方、求めた必要空気量が、測定したリングダクト内圧に対応する自然吸引空気量を超える場合（図４の斜線領域の外側に存在する場合）は、空気の自然吸引により必要空気量の導入が不可能と判断される。
【００２４】
ここで、図４の斜線領域（曲線を含んで、曲線の下側領域）は、リングダクト内圧と大気圧との圧力差が、開閉弁２６が開状態の吸気口２７、流量計３０、弁開度１００％状態の流量調節弁２９、及び空気導入管３１からなる空気流路における圧損（流量調節弁２９を除いた空気流路の圧損ΔＰｄ部分と流量調節弁２９の圧損ΔＰｖ部分の和）に勝って、空気が空気流路を通過してリングダクト２４内に流入可能を範囲を示している。
このため、圧力差と自然吸引空気量との対応関係を求める際に、自然吸引空気量と圧損（空気流路の圧損ΔＰｄ及び流量調節弁２９の圧損ΔＰｖ）との関係を予め求めておき、燃焼ガス濃度計で燃焼ガスの濃度を測定して求めた必要空気量に対して、自然吸引空気量と圧損との関係から求められる圧損ΔＰｄ及び圧損ΔＰｖを求め、ガス圧力計で測定したリングダクト内圧がΔＰｄ＋ΔＰｖの値以上の場合、空気の自然吸引により必要空気量の導入が可能と判断し、ΔＰｄ＋ΔＰｖの値がガス圧力計で測定したリングダクト内圧を超える場合、空気の自然吸引により必要空気量の導入が不可能と判断する。
【００２５】
そして、求めた必要空気量が、測定したリングダクト内圧に対応する自然吸引空気量以下の場合、空気の自然吸引により必要空気量の導入が可能と判断されると、空気の自然吸引時では自然吸引を継続する指令信号が、空気の強制導入時では、空気の強制導入を停止して空気の自然吸引を開始する指令信号がそれぞれ出力される。一方、求めた必要空気量が、測定したリングダクト内圧に対応する自然吸引空気量を超える場合は、空気の自然吸引により必要空気量の導入が不可能と判断され、空気の自然吸引時では空気の自然吸引を停止して空気の強制導入を開始する指令信号が、空気の強制導入時では空気の強制導入を継続する指令信号をそれぞれ出力される。
【００２６】
続いて、本発明の一実施の形態に係るコークス乾式消火設備における燃焼用空気の導入制御方法について説明する。
本実施の形態に係るコークス乾式消火設備における燃焼用空気の導入制御方法は、コークス乾式消火設備（ＣＤＱ）１０の廃熱回収ボイラ１３に流入する循環ガスに、循環ガスに含まれる燃焼ガスを燃焼させるための空気を導入する方法であって、コークス乾式消火設備１０に装入された赤熱コークスを受入れて冷却する冷却室１１のリングダクト２４に、循環ガスと大気との圧力差を利用して空気を自然吸引する吸気口２７と、空気を強制吸引する空気ファン２８と、吸気口２７又は空気ファン２８を介し空気導入管３１を経由して導入される空気量を、循環ガス中の燃焼ガスの濃度に応じて調節する流量調節弁２９とを備えた空気導入手段２５を取り付け、燃焼ガスの濃度が定常負荷操業時の濃度より減少する過程では、空気導入手段２５の空気ファン２８を停止し吸気口２７の設けられた開閉弁２６を開けて空気を自然吸引し、燃焼ガスの濃度が定常負荷操業時の濃度に向けて増加する過程では、空気導入手段２５の吸気口２７に設けられた開閉弁２６を閉じ空気ファン２８を運転して空気を強制導入している。以下、詳細に説明する。
【００２７】
コークス炉が定常負荷操業状態では、図５（Ａ）に示すように、プレチャンバー２２内の循環ガスには、赤熱コークスの装入毎に燃焼ガスが一定量混入することになって、燃焼ガス濃度計で測定されるリングダクト２４内の循環ガス中の燃焼ガスの濃度値は略一定となる。このため、図５（Ｂ）に示すように、弁開度設定部で求められる必要空気量は一定となり、この必要空気量をリングダクト２４内に導入するため空気導入切換え判断部から駆動部に指令信号が出力され、図５（Ｃ）に示すように、開閉弁２６を閉じて空気ファン２８を運転（ＯＮ）すると共に、図５（Ｄ）に示すように、流量調節弁２９の弁開度が一定の値に調節される。
【００２８】
コークス炉が最低負荷操業状態に変わると、図５（Ａ）に示すように、コークス炉からＣＤＱ１０に装入される赤熱コークス量が急減少するため、コークス炉が最低負荷操業状態になってから時間が経過すると、燃焼ガス濃度計で測定されるリングダクト２４内の循環ガス中の燃焼ガスの濃度は低下を開始する。このため、図５（Ｂ）に示すように、弁開度設定部で算出する必要空気量も徐々に低下するので、弁開度設定部から駆動部に出力される流量調節弁２９用の指令信号により、図５（Ｄ）に示すように、流量調節弁２９の弁開度が徐々に減少する。なお、燃焼ガスの濃度が低下して必要空気量が減少しても、空気導入切換え判断部で、必要空気量が自然吸引空気量を超える状態であると判断される場合は、図５（Ｃ）に示すように空気ファン２８は継続して運転される。
【００２９】
コークス炉が最低負荷操業状態になってから更に時間が経過して、図５（Ａ）に示すように、燃焼ガス濃度計で測定される循環ガス中の燃焼ガスの濃度が更に低下し、図５（Ｂ）に示すように、燃焼ガスの濃度を基に弁開度設定部で算出される必要空気量が、ガス圧力計で測定されるリングダクト２４内の循環ガスの圧力と大気圧との圧力差を利用して、開閉弁２６を開けた状態で吸気口２７から自然吸引される自然吸引空気量に等しくなったと空気導入切換え判断部で判断された時点で、図５（Ｃ）に示すように、開閉弁２６を閉じて空気ファン２８を運転する強制導入を停止し、空気ファン２８を停止して開閉弁２６を開けて吸気口２７を介した空気の自然吸引を開始する。
【００３０】
なお、空気ファン２８を停止して開閉弁２６を開けて吸気口２７を介した空気の自然吸引を開始する場合、先ず、切換え時弁開度設定部では、燃焼ガス濃度計で測定される燃焼ガスの濃度と、流量調節弁２９の両側に配置された入側空気圧力計及び出側空気圧力計でそれぞれ測定された入側圧力及び出側圧力、空気温度計で測定された空気の温度を用いて流量調節弁２９のＣｖ値を算出し、予め切換え時弁開度設定部に入力されている、図３に示すＣｖ値と流量調節弁２９の弁開度の関係に基づいて、弁開度を設定する。次いで、切換え時弁開度設定部から設定した弁開度の指令信号が駆動部に入力され、流量調節弁２９の弁の操作が行われる。その結果、図５（Ｂ）に示す自然吸引が開始された時点で、図５（Ｄ）に示すように、流量調節弁２９の弁開度は、設定された値に変わる。
【００３１】
空気の自然吸引による必要空気量のリングダクト２４内への供給が開始されてから時間が経過して図５（Ａ）に示すように、燃焼ガスの濃度が低下することに伴って、図５（Ｂ）に示すように、弁開度設定部で求められる必要空気量が低下するので、図５（Ｄ）に示すように、流量調節弁２９の弁開度も低下する。そして、図５（Ａ）に示すように、燃焼ガスの濃度が一定値になると、図５（Ｂ）、（Ｄ）に示すように、弁開度設定部で求められる必要空気量も一定となり、流量調節弁２９の弁開度も一定となる。
【００３２】
コークス炉が最低負荷操業状態から定常負荷操業状態に復帰すると、図５（Ａ）に示すように、コークス炉からＣＤＱ１０に装入される赤熱コークス量が急増加するため、燃焼ガス濃度計を用いて測定されるリングダクト２４内の循環ガス中の燃焼ガスの濃度は上昇を開始する。このため、図５（Ｂ）に示すように、弁開度設定部で算出される必要空気量も徐々に上昇するので、弁開度設定部から駆動部に出力される流量調節弁２９用の指令信号により、図５（Ｄ）に示すように、流量調節弁２９の弁開度が徐々に増加する。なお、燃焼ガスの濃度が上昇して必要空気量が増加しても、空気導入切換え判断部において必要空気量が自然吸引空気量以下の状態であると判断されている場合、図５（Ｃ）に示すように空気ファン２８は停止状態となっている。
【００３３】
コークス炉が定常負荷操業状態になってから更に時間が経過して、図５（Ａ）に示すように、燃焼ガス濃度計を用いて測定される循環ガス中の燃焼ガスの濃度が更に上昇して、図５（Ｂ）に示すように、空気導入切換え判断部が、燃焼ガスの濃度を基に弁開度設定部で算出される必要空気量が自然吸引空気量を超える（即ち、ガス濃度計で測定される燃焼ガスの濃度を基に弁開度設定部で算出した必要空気量を取り込むためには、吸気口２７を介した自然吸引を止めて、空気ファン２８の運転を行う）と判断すると、空気導入切換え判断部から開閉弁２６を閉じて空気ファン２８を運転する指令信号が駆動部に出力されて、開閉弁２６を閉じると共に、図５（Ｃ）に示すように、空気ファン２８を運転して強制導入が開始される。
【００３４】
ここで、開閉弁２６を閉じて空気ファン２８の運転を開始する場合、先ず、切換え時弁開度設定部では、燃焼ガス濃度計で測定される燃焼ガスの濃度と、流量調節弁２９の両側に配置された入側空気圧力計及び出側空気圧力計でそれぞれ測定された入側圧力及び出側圧力、空気温度計で測定された空気の温度を用いて流量調節弁２９のＣｖ値を算出し、予め切換え時弁開度設定部に入力されている、図３に示すＣｖ値と流量調節弁２９の弁開度の関係に基づいて、弁開度を設定する。次いで、切換え時弁開度設定部から設定した弁開度の指令信号が駆動部に入力され、流量調節弁２９の弁の操作が行われる。その結果、図５（Ｂ）に示す必要空気量の強制導入が開始された時点で、図５（Ｄ）に示すように、流量調節弁２９の弁開度は、設定された値に変わる。
【００３５】
空気の強制導入による必要空気量のリングダクト２４内への供給が開始されてから時間が経過して図５（Ａ）に示すように、燃焼ガスの濃度が上昇することに伴って、図５（Ｂ）に示すように、弁開度設定部で算出される必要空気量が増大するので、図５（Ｄ）に示すように、流量調節弁２９の弁開度も増加する。そして、図５（Ａ）に示すように、燃焼ガスの濃度が一定値になると、図５（Ｂ）、（Ｄ）に示すように、弁開度設定部で算出される必要空気量も一定となり、流量調節弁２９の弁開度も一定となる。
【００３６】
以上のように、必要空気量をリングダクト２４内に供給するに際して、自然吸引から強制導入に切換える場合、流量調節弁２９の弁開度を、流量調節弁２９のＣｖ値に基づいて設定するので、切換え後に必要空気量に応じた弁開度を事前に設定することになって、図６（Ａ）に示すように、空気導入方法の切換え時に生じる空気導入手段２５内（空気流路内）の急激な圧力変動による流量調節弁２９の応答遅れを最小にして、必要とする風量の空気を確実に導入することができる。
【００３７】
一方、従来のように、自然吸引から強制導入に切換える場合、流量調節弁の弁開度を必要空気量に基づいて設定する場合、図６（Ｂ）に示すように、空気導入方法の切換え時に生じる空気導入手段内（空気流路内）の急激な圧力変動による流量調節弁２９の応答遅れが大きくなって、切換え直後は、必要とする風量の空気を導入できない空気量過少領域が、次いで、必要とする風量を超える空気が導入される空気量過剰領域が発生した後、必要とする風量の空気が導入される領域になる。
【００３８】
その結果、本実施の形態では、循環ガス中の燃焼ガスの濃度をより正確に制御できるようになり、コークス乾式消火設備の安全かつ安定操業に寄与することができる。更に、循環ガス中の燃焼ガスの濃度の正確な制御が可能になり、循環ガス中の酸素濃度の上昇を防止することができ、コークス乾式消火設備１０において循環ガスに曝される金属部材の高温酸化腐食を防止することができ、コークス乾式消火設備１０の安定操業を更に促進することができる。
【００３９】
更に、空気の自然吸引時に、燃焼ガスの濃度が増加して、必要空気量が自然吸引空気量を超えると、自然吸引を停止し強制導入を開始し、空気の強制導入時に、燃焼ガスの濃度が低下して、必要空気量が自然吸引空気量以下になると、強制導入を停止し自然吸引を開始する場合、操作員が、例えば、赤熱コークスの装入量の変動に応じて、あるいは循環ガス中の燃焼ガスの濃度変動に応じて、空気導入方法を切換える場合と比較して、空気導入方法の切換え判断を画一的に行うことができ、コークス乾式消火設備１０の操業を安定化することが可能になる。
【００４０】
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
更に、本実施の形態とその他の実施の形態や変形例にそれぞれ含まれる構成要素を組合わせたものも、本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００４１】
１０：コークス乾式消火設備、１１：冷却室、１２：１次ダクト、１３：廃熱回収ボイラ、１４：２次ダクト、１５：装入装置、１６：１次ダストキャッチャー、１７：ダスト排出装置、１８：２次ダストキャッチャー、１９：ガス循環ファン、２０：給水予熱器、２１：コークス排出装置、２２：プレチャンバー、２３：クーリングチャンバー、２４：リングダクト、２５：空気導入手段、２６：開閉弁、２７：吸気口、２８：空気ファン、２９：流量調節弁、３０：流量計、３１：空気導入管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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